(57)【要約】    【課題】  低コストでかつ小型で効率良く車両用電子制御装置を冷却できる冷却構造を提供する。    【解決手段】  燃料タンク２内の燃料を燃料ポンプ１が吸い込んで、燃料配管３を介して各燃料噴射弁５ａ〜５ｂに供給する構成において、前記燃料配管３の途中に、燃料配管３内の燃料との間で熱交換が行われるように、エンジンコントロールユニット１０を設置し、エンジンコントロールユニット１０を燃料で冷却させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電子制御装置の冷却構造であって、
前記車両に搭載される内燃機関の燃料によって、前記電子制御装置を冷却することを特徴とする車両用電子制御装置の冷却構造。
【請求項２】
前記電子制御装置のケースの外側に燃料配管を配設したことを特徴とする請求項１記載の車両用電子制御装置の冷却構造。
【請求項３】
前記電子制御装置が、燃料タンク内の燃料によって冷却されることを特徴とする請求項１記載の車両用電子制御装置の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電子制御装置の冷却構造に関し、詳しくは、マイクロコンピュータや負荷駆動回路を含んで構成される車両用電子制御装置を冷却して、温度上昇を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の電子制御装置の温度上昇を抑制する技術として、特許文献１に開示されるようなものがあった。
このものは、電子制御装置の周囲を二重壁で包囲すると共に、内箱と外箱との隙間に空気層を設け、エンジンルーム内の熱が電子制御装置に伝わることを防止する構成である。
【特許文献１】特開平０９−０７４６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両に搭載される電子制御装置においては、構成部品であるマイクロコンピュータや負荷駆動回路が電力を消費して熱を発生し、この発熱が大きくなると、マイクロコンピュータや負荷駆動回路にダメージを与えることになってしまう。
このため、従来では、マイクロコンピュータや負荷駆動回路の消費電力を抑えて発生熱量を小さくするか、ヒートシンクやヒートパイプなどの放熱構造を用いて構成部品の温度上昇を抑制するようにしていた。
【０００４】
しかし、電力消費の小さいマイクロコンピュータ等は一般に高価であり、また、ヒートシンクやヒートパイプなどの放熱部材で発熱部品の温度上昇を抑えるにしても、構成部品の発熱が大きいと、放熱部材が大型化してコストアップになってしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、低コストかつ小型で効率良く車両用電子制御装置を冷却できる冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため請求項１記載の発明では、車両に搭載される内燃機関の燃料によって、前記電子制御装置を冷却する構成とした。
かかる構成によると、燃料の温度は、アイドル放置状態でも７０℃程度であり、例えば、１００℃前後になるエンジンルーム内の雰囲気に晒される場合よりも、効率良く電子制御装置を冷却できる。
【０００６】
従って、放熱部材の小型化及びコスト低減を図ることができる。
請求項２記載の発明では、電子制御装置のケースの外側に燃料配管を配設する構成とした。
かかる構成によると、電子制御装置のケースの外側に配設される燃料配管内の流れる燃料と電子制御装置との間で熱交換が行われて、電子制御装置が冷却される。
【０００７】
請求項３記載の発明では、前記電子制御装置が、燃料タンク内の燃料によって冷却される構成とした。
かかる構成によると、燃料タンク内の燃料と電子制御装置との間で熱交換が行われて、電子制御装置が冷却される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明に係る冷却構造が適用される車両用内燃機関の燃料供給系を示す図である。
図１において、電動式の燃料ポンプ１は燃料タンク２に内蔵され、前記燃料ポンプ１の吐出口に接続される燃料配管３は、燃料ギャラリ４に接続される。
前記燃料ギャラリ４には、内燃機関の各気筒に燃料を供給するための燃料噴射弁５ａ〜５ｄが接続されている。
【０００９】
尚、本実施形態では、内燃機関が４気筒機関であるものとする。
前記燃料ポンプ１は、燃料ギャラリ４内の燃料圧力が目標圧に一致するように、その吐出量（印加電圧）がフィードバック制御される。
図示省略した内燃機関本体には、吸気コレクタ６、及び、前記吸気コレクタ６から空気が分配供給される吸気マニホールド７を介して空気が供給される。
【００１０】
前記吸気マニホールド７の各ブランチ７ａ〜７ｄには前記燃料噴射弁５ａ〜５ｄが設けられ、前記燃料噴射弁５ａ〜５ｄは、前記燃料ポンプ１によって圧送される燃料を、前記ブランチ７ａ〜７ｄ内に噴射する。
前記燃料配管３の途中には、ダンパ８が介装されている。
前記燃料噴射弁５ａ〜５ｄの開閉動作は、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０によって制御される。
【００１１】
前記ＥＣＵ１０には、機関のクランク角を検出するクランク角センサや機関の吸入空気量を検出するエアフローメータなどからの検出信号を入力する。
そして、前記各種検出信号に基づいて燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）を演算し、前記クランク角センサで検出される噴射タイミングにおいて前記燃料噴射パルス幅の噴射パルス信号を出力する。
【００１２】
また、前記ＥＣＵ１０は、図示省略した点火プラグによる点火時期などの制御機能も有する。
ここで、ＥＣＵ１０は、燃料配管３中の燃料によって冷却されるように、そのケース背面が前記燃料配管３に接するように設置される。
具体的には、図２に示すように、ＥＣＵ１０のケース１０ａの背面側に、燃料配管３の一部を構成する複数の燃料通過穴２１を有する熱交換部２２を一体的に設けてある。
【００１３】
前記複数の燃料通過穴２１は、燃料配管３からそれぞれ分岐延設された後、下流側で合流して燃料配管３に接続される。
かかる構成によると、ＥＣＵ１０のケース１０ａから熱交換部２２に伝達された熱が、燃料通過穴２１の内周壁を介して燃料に吸熱されて、燃料の流通によって持ち去られることになる。
【００１４】
即ち、燃料ポンプ１から吐き出されて燃料噴射弁５ａ〜５ｄに供給される燃料が、途中の熱交換部２２でＥＣＵ１０の熱を奪うことで、燃料がＥＣＵ１０を冷却する冷媒として機能する。
燃料の温度は、アイドル放置状態でも７０℃程度であり、１００℃前後になるエンジンルーム内の雰囲気に晒される場合よりも、効率良くＥＣＵ１０を冷却できることになる。
【００１５】
そして、ＥＣＵ１０の冷却効率が高くなれば、大きな放熱部材を設けることなく、ＥＣＵ１０の構成部品（マイクロコンピュータ）の温度上昇を抑制でき、また、温度上昇が抑制できれば、限られた大きさのケース内に多くの部品・機能を取り込むことができるようになる。
また、冷媒として燃料を用いる構成であれば、専用冷媒を用いる場合に比べて、簡略な構成でＥＣＵ１０を冷却できる。
【００１６】
尚、上記では、複数の燃料通過穴２１を有する熱交換部２２をＥＣＵ１０の背面に設けることによって、燃料配管３内の燃料でＥＣＵ１０を冷却する構成としたが、燃料配管３内の燃料とＥＣＵ１０との間で熱交換させる構造を限定するものではない。
例えば、図３に示すように、ＥＣＵ１０のケース１０ａ背面側にフィン１０ｂを形成し、該フィン１０ｂを燃料配管３内の燃料中に晒す構成とすることができる。
【００１７】
図４は、第２の実施形態を示す。
図４に示す第２の実施形態では、ＥＣＵ１０のケースを密閉構造として、燃料タンク２内の燃料中に浸されるタンク内底部に設置してある。
かかる構成によると、ＥＣＵ１０のケースの周囲が燃料で囲まれ、燃料温度よりもＥＣＵ１０の温度が高くなると、燃料が熱を奪い、ＥＣＵ１０が冷却される。
【００１８】
従って、ケースの全面を放熱部とすることができ、第１の実施形態よりも更に効率良く冷却することが可能となる。
尚、ＥＣＵ１０をタンク内底部に設置する構成において、燃料ポンプ１にＥＣＵ１０を固定させる構成とすることができる。
また、ＥＣＵ１０をタンク内底部に設置する構成においても、ＥＣＵ１０のケース外側にフィンなどを形成することで放熱面積を増やし、冷却効率を高めることができる。
【００１９】
図５は、第３の実施形態を示す。
図５に示す第３の実施形態では、ＥＣＵ１０を、燃料タンク２外表面の底側にケースの背面が接するように設置し、ケースの背面が、燃料タンク２中の燃料との間で熱交換を行うようにしてある。
かかる構成によると、第１の実施形態と同様に、ＥＣＵ１０のケース背面が燃料で冷却されるが、第１の実施形態のように、燃料配管３の一部を形状変更する場合に比べてより簡便に実現できる。
【００２０】
ここでも、ＥＣＵ１０のケース背面側にフィンを形成することで、放熱面積を増やして、冷却効率を高めることができる。
ところで、上記各実施形態では、燃料で冷却させる車両用電子制御装置をＥＣＵ１０としたが、図６の第４の実施形態に示すように、機関本体を制御するエンジンコントロールユニット３１と、前記燃料ポンプ１を制御する燃料ポンプコントロールモジュール（ＦＰＣＭ）３２とを個別に備えるシステムでは、前記ＦＰＣＭ３２を燃料で冷却させる構成とすることができる。
【００２１】
前記ＦＰＣＭ３２は、燃料ポンプ１の電源電圧をＰＷＭ制御する機能を有し、図６に示すように、燃料ギャラリ４内の燃料圧力を検出する燃圧センサ３３の検出信号を入力するＥＣＵ３１が、燃料ギャラリ４内の燃料圧力を目標圧に一致させるべく制御信号を前記ＦＰＣＭ３２に出力し、ＦＰＣＭ３２は前記制御信号に基づいて燃料ポンプ１の電源電圧をＰＷＭ制御する。
【００２２】
ＦＰＣＭ３２では、前述のように、ＰＷＭ制御が行われるため制御回路に使用されるトランジスタの損失が大きく、発熱が大きい。
従って、ＦＰＣＭ３２を燃料で冷却させる構成とすれば、ＰＷＭ制御に伴って大きな発熱が生じても、ＦＰＣＭ３２の温度上昇を抑制することができ、ＦＰＣＭ３２の放熱構造の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２３】
図６に示す例では、図１の第１の実施形態と同様にして、燃料配管３の途中にＦＰＣＭ３２を設置し、燃料配管３中を流れる燃料によってＦＰＣＭ３２を冷却させる構成としてある。
但し、図４と同様に、燃料タンク２内の底部にＦＰＣＭ３２を設置し、燃料中にＦＰＣＭ３２を浸す構成、或いは、図５と同様に、燃料タンク２の外表面の底部にＦＰＣＭ３２を設置する構成とすることができる。
【００２４】
また、ＥＣＵ３１及びＦＰＣＭ３２の双方を、燃料で冷却させる構成とすることができる。
尚、上記各実施形態は、燃料ポンプ１から吐き出された燃料を燃料タンク２に戻すことのない所謂ノンリターンシステムとしたが、燃料ポンプ１から吐き出された燃料の一部を燃料タンクに戻すことで燃料圧力を調整するシステムにも適用でき、また、燃料を燃料タンクに戻すリターン通路にＥＣＵ及び／又はＦＰＣＭを設置し、リターン燃料でＥＣＵ及び／又はＦＰＣＭ冷却させる構成とすることができる。
【００２５】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用電子制御装置の冷却構造において、
前記電子制御装置が、内燃機関を制御するエンジンコントロールユニットであることを特徴とする車両用電子制御装置の冷却構造。
【００２６】
かかる構成によると、内燃機関における燃料噴射や点火などを制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）を燃料で冷却することで、エンジンコントロールユニットを構成するマイクロコンピュータ等の温度上昇を効果的に抑えることができ、エンジンコントロールユニットの放熱構成部品を小型化できる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用電子制御装置の冷却構造において、
前記電子制御装置が、燃料タンク内の燃料を内燃機関に供給する燃料ポンプを制御する燃料ポンプコントロールモジュールであることを特徴とする車両用電子制御装置の冷却構造。
【００２７】
かかる構成によると、例えば燃料ポンプの電源電圧のＰＷＭ制御を行う燃料ポンプコントロールモジュール（ＦＰＣＭ）を燃料で冷却することで、燃料ポンプコントロールモジュールの温度上昇を効果的に抑えることができ、燃料ポンプコントロールモジュールの放熱構成部品を小型化できる。
（ハ）請求項２記載の車両用電子制御装置の冷却構造において、
前記電子制御装置のケース背面に、複数に分岐させた燃料配管を接続させたことを特徴とする車両用電子制御装置の冷却構造。
【００２８】
かかる構成によると、燃料配管を複数に分岐させることで、熱交換の面積が増え、効率良く燃料配管内の燃料で車両用電子制御装置を冷却させることができる。
（ニ）請求項３記載の車両用電子制御装置の冷却構造において、
前記電子制御装置を、燃料タンク内の底部に設置することを特徴とする車両用電子制御装置の冷却構造。
【００２９】
かかる構成によると、燃料タンク内の底部に車両用電子制御装置を設置することで、車両用電子制御装置が燃料中に浸されることになり、車両用電子制御装置のケース全面から燃料が熱を奪って、効率良く車両用電子制御装置を冷却できる。
（ホ）請求項３記載の車両用電子制御装置の冷却構造において、
前記電子制御装置を、燃料タンク外側の底部に設置したことを特徴とする車両用電子制御装置の冷却構造。
【００３０】
かかる構成によると、燃料タンクの外側の底部に電子制御装置を設置することで、燃料タンクに残っている燃料が電子制御装置の背面（燃料タンク外表面との接触面）から熱を奪い、車両用電子制御装置が冷却される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態を示す車両用内燃機関の燃料供給系を示す図。
【図２】第１の実施形態における熱交換部分を示す図。
【図３】第１の実施形態における熱交換部分の他の例を示す図。
【図４】第２の実施形態を示す車両用内燃機関の燃料供給系を示す図。
【図５】第３の実施形態を示す車両用内燃機関の燃料供給系を示す図。
【図６】第４の実施形態を示す車両用内燃機関の燃料供給系を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１…燃料ポンプ、２…燃料タンク、３…燃料配管、４…燃料ギャラリ、５ａ〜５ｄ…燃料噴射弁、６…吸気コレクタ、７…吸気マニホールド、８…ダンパ、１０，３１…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、３２…燃料ポンプコントロールモジュール、３３…燃圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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